Grupo:... (nomes completos) Prof(a).:... Diurno ( ) Noturno ( ) Data : / / Experiência 1 CIRCUITOS ELÉTRICOS SIMPLES

Transcrição

1 INSTITUTO DE FÍSICA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Laboratório de Eletromagnetismo ( ) 2º SEMESTRE DE 2012 Grupo: (nomes completos) Prof(a).:... Diurno ( ) Noturno ( ) Data : / / Experiência 1 CIRCUITOS ELÉTRICOS SIMPLES Esta experiência visa propiciar o primeiro contato do aluno com o estudo de eletromagnetismo prático. Serão realizadas algumas medições descritas abaixo e você perceberá que os componentes eletro-eletrônicos muitas vezes não se comportam de uma maneira ideal. Você deve entregar este guia no final da aula, devidamente preenchido. Leia o texto sobre Circuitos Elétricos Simples, bem como os outros materiais disponíveis no site do curso. Com o uso de pilhas teremos correntes contínuas nos circuitos montados. Portanto esteja atento a este detalhe ao utilizar o multímetro para realizar as medições. Material Utilizado :: 3 lâmpadas tipo pingo d'água (voltagem máxima 1,5V); :: 2 pilhas de 1,5 V; :: 3 resistores de 100 ; :: Suportes de montagem e fios de ligação; :: 2 Multímetros. 1

2 1 - Medições com uma pilha Desenhe, abaixo, todos os circuitos possíveis utilizando 1 pilha e as 3 lâmpadas; suponha que a resistência das 3 lâmpadas sejam iguais. Nos desenhos, utilize os símbolos adequados - veja-os na última página do texto Circuitos Elétricos Simples. Teste o funcionamento das três lâmpadas individualmente. Monte os circuitos desenhados acima e, observando o brilho de cada lâmpada, avalie se a corrente (I) que circula através dela é pequena, média ou grande. Utilizando o voltímetro, meça as tensões (V) das lâmpadas, anotando-as diretamente nos esquemas desenhados. Não se esqueça da unidade e da incerteza na leitura (considere a incerteza em uma leitura do multímetro digital como sendo da ordem de 1%). Discuta seus resultados com o professor e com o monitor considerando as resistências e outras características de todos os componentes utilizados nos circuitos. 2

3 2 Medições com Duas Pilhas Desenhe os possíveis circuitos (sem montar os circuitos) com duas pilhas ligadas em série (formando uma bateria de 3,0 V) e em paralelo formando uma bateria de 1,5 V com capacidade de fornecer uma corrente maior) juntamente com as três lâmpadas. 3

4 Sob quais condições uma lâmpada queimaria? Qual(is) circuito(s) desenhado(s) acima não teria(m) nenhuma lâmpada queimada? No(s) circuito(s) indicado(s) acima, qual(is) seria(m) a(s) lâmpada(s) queimada(s)? Indique-as nos respectivos desenhos. Para responder esta questão, lembre-se que V = RI e que a resistência equivalente de dois resistores ligados em série é dada por: Req = R1 + R2 e, ligados em paralelo: 1/Req = 1/R1 + 1/R2. 4

5 Atenção: Converse com o seu professor ou monitor antes de seguir adiante. Monte experimentalmente apenas o(s) circuito(s) selecionados acima, onde não há lâmpadas queimadas. Para cada circuito indique na tabela abaixo o brilho de cada lâmpada (intenso, normal ou fraco). Da tabela acima, no caso das pilhas em série (3V), meça e indique, na tabela a seguir, a diferença de potencial em cada lâmpada e a diferença de potencial entre os terminais da bateria, sem desligar as lâmpadas. Registre a tensão com até dois algarismos significativos e o desvio estimado para cada medição. 5

6 3 - Circuitos com Resistores Ainda trabalhando com o arranjo anterior (circuito com a bateria de 3V), substitua as lâmpadas por resistores de 100 e esquematize o arranjo no espaço abaixo. Meça e indique a diferença de potencial em cada resistor e a diferença de potencial entre os terminais da bateria, sem desligar os resistores, anotando-os no desenho. Análise dos Dados Utilizando os dados do item 2, calcule no espaço abaixo a soma das diferenças de potencial em cada elemento e estime o desvio da soma. Lembrese que a expressão que fornece o cálculo da propagação de erros de uma função f ( f), que depende das variáveis a, b e c: [f = f(a,b,c)], com incertezas a, b, c, pode ser obtida através da equação: 6

7 Compare o valor da soma obtida com as tensões de cada um dos componentes com a tensão medida na bateria para os dois casos. Explique os resultados obtidos. Em função do experimento realizado, você acha que seria interessante propô-lo para alunos do ensino médio? Como você adaptaria sua aula para esses alunos? O GRUPO deve entregar esta guia ao professor no final da aula! 7